重载铁路钢桁梁健康监测系统设计及应用北大核心

从钢桁梁运营维护需求出发,结合重载铁路桥梁的结构特点,采用自动化监测与电子化人工巡检相结合的健康监测系统实现多源数据的集成与管理。以朔黄重载铁路64 m双线钢桁梁为工程背景,对加速度、振幅、应力、挠度数据进行分析并基于1/3倍频程谱进行桥梁状态评估。结果表明,桥梁运营状态良好,钢桁架梁健康监测系统可为桥梁的后期运维提供决策依据。     

铁路大跨桥梁桥面线形监测预警系统的设计与应用

以世界第一大跨高速铁路混凝土拱桥-沪昆客专北盘江特大桥为研究背景,提出面向运营期间的桥面线形监测预警系统的设计方案,详细探讨该系统的布置方案、精度要求、系统供电以及运营安全评估预警等。为了验证监测数据的可靠性,将系统自动化监测数据与人工监测数据进行对比分析。对比分析及实际应用结果表明,该系统在监测成本、可靠性和适用性等方面具有明显优势,精度满足高速铁路桥梁沉降观测要求。     

城市轨道交通桥隧综合监测系统设计

目前对城市轨道交通桥梁、隧道的监测管理主要依靠检修人员经验开展,维护质量较差.文章针对桥梁、隧道结构特点,提出桥隧综合监测整体解决方案,介绍不同桥隧结构监测要点及传感器布设方案,设计桥隧综合监测平台,为桥隧健康管理提供实时监控、分析预警、养护巡检和资产管理等功能,确保城市轨道交通的安全运营.     

自动化监测系统在某高速铁路运营监测中的应用

随着多条高速铁路的开通,运营监测成为保障高速铁路运营安全至关重要的一环。详细介绍了静力水准自动化监测系统的测量原理、系统组成、路基监测点的布设方式,对自动化监测数据和人工监测数据进行了对比分析。     

高速铁路大跨度桥梁钢轨伸缩调节器区轨道结构健康监测系统设计及应用

钢轨伸缩调节器所在地段是线路的薄弱环节。为实时掌握钢轨伸缩调节器的运营状态,结合高速铁路运营需求,设计了高速铁路大跨度桥梁钢轨伸缩调节器区轨道结构健康监测系统。系统以钢轨伸缩调节器区轨道结构为监测对象,利用光纤光栅传感和视觉测量技术,采用B/S模式,实现轨道结构监测的数据可视化、报表生成、评估分析和分级预警。目前,研究成果已在宁安铁路安庆长江大桥、合福高铁铜陵长江大桥中部署应用,为铁路工务部门养护维修提供依据。     

跨城市轨道交通的桥梁健康监测系统设计与应用

根据成都市某钢管混凝土拱桥的结构及环境特点,对该桥健康监测系统传感器的类型及其布置、系统设计构成进行了阐述。该桥采用"健康监测+人工定期检测"相结合的管理养护模式,在5.21汶川地震和4.20雅安地震等突发事件中,系统迅速对桥梁的健康状况进行了评估,取得良好效果,为此类桥梁的管理和养护提供了参考。     

基于运营性能的高速铁路大跨度桥梁健康管理探讨

面向我国高速铁路大跨度桥梁结构特点和管养现状,研究提出基于运营性能的高速铁路大跨桥梁健康管理总体思路。通过高速轨检车轨道几何周期巡检结果和有砟道床捣固指数,建立基于灰度理论的捣固指数预测模型,为桥区有砟轨道线路养修提供依据。基于健康监测数据,分别引入ARMA模型、神经网络法及三分之一倍频程谱方法对桥梁结构整体状态实时预警。提出梁端伸缩装置和大吨位支座桥梁关键部位专项监测技术,构建了基于钢轨横向偏移量和伸缩装置疲劳应力变幅的梁端伸缩装置评定方法,以及基于累积位移的支座耐久性预测与评估方法。研发了基于BIM的大跨度桥梁故障预测与健康管理系统,提出了桥梁状态分层分级评估方法,融合多源数据进行历史趋势分析、故障诊断与预测,为实现高速铁路大跨度桥梁健康管理奠定了基础。     

基于桥梁健康监测系统的郑州黄河公铁两用桥的桥梁养护管理体系的构建

根据郑州黄河公铁两用桥的养护管理的需求,以桥梁结构健康监测系统为平台,以实时监测、定期监测及人工检查相结合的方法,对郑州黄河公铁两用桥实施预测式、评估式养护管理。提出了桥梁结构健康监测系统的总体架构,对各子系统的构成及实现方法进行了较为详细的论述。基于此,扩展并完善了桥梁健康监测的概念,为我国高速铁路桥梁的数字化养护管理信息系统的建立提供了借鉴。     

大跨度桥梁线桥一体化检测监测系统技术方案及应用

针对大跨度桥梁普遍存在的实测成桥线形与设计线形存在差异、梁端区域轨道状态不好、养护维修缺乏标准等问题，结合大跨度桥梁技术特点，从环境监测、桥梁健康监测、桥梁/轨道线形监测、车辆运行状态（轮轨力）监测、钢轨伸缩调节器状态监测、周期性检测等多个方面构建前端检测监测系统；基于环境-车辆-轨道-桥梁的架构及前端检测监测数据，搭建具备数据采集、设备信息管理、数据展示、综合分析、系统管理五大功能的线桥一体化数据分析系统，以全面掌握线桥状态。该系统在五峰山长江公铁大桥开展初步应用，取得了良好效果。     

高速铁路沉降自动化监测系统SMAIS的研发及应用

研究目的:为解决高速铁路自动化沉降监测问题,研发出一套"高速铁路工程结构沉降及变形自动监测分析预警系统SMAIS",该系统融合传感器、数据采集传输、客户端实时跟踪和远程查询、监测成果后处理、自动预警、人工监测数据管理及监测数据分析、管理与评估等七个子系统,成功在京津城际等高铁部分段落工程上进行长期应用和检验。研究结论:工程应用结果表明:(1)在高铁工程结构的沉降监测过程中,所研发的SMAIS自动监测系统具有较高的监测精度,具有较强的适用性和稳定性;(2)SMAIS数据实时跟踪和远程网络的动态查询访问平台,可实现实时化、可视化、远程化的监测目标,节约大量的人力;(3)SMAIS监测预警子系统,可实现自动报警和报警后的预警信息分析功能,为信息化施工和科学决策提供指导;(4)本系统可适用于高速铁路路基和桥梁等工程结构的沉降监测。     

城市轨道交通桥隧结构巡检平台研究与开发

城市轨道交通桥梁及隧道结构的安全性检查很重要。但是目前城市轨道交通结构管理措施较传统,并且巡检人员技术水平不均衡,巡检效率和质量不易掌控。针对城市轨道交通高架桥梁和隧道结构的工程特点以及现阶段城市轨道交通的管理养护现状,设计开发针对全线结构的PDA(个人数字助理)巡检数据采集平台,提高轨道交通基础设施的巡检效率和养护管理质量,并为其养护维修提供科学指导建议。     

京张高铁官厅水库特大桥健康监测系统设计

官厅水库特大桥是京张铁路中的关键控制工程,采用8-108 m简支拱型钢桁梁的结构形式和拖拉顶推施工技术,是目前我国高铁桥梁中的一种特殊类型。由于大桥结构复杂且施工工艺较为特殊,为确保大桥在运营期间的桥梁结构安全并掌握性能变化规律,拟针对大桥建立长期健康监测系统。针对大桥的主要技术特点,系统介绍了大桥健康监测系统的总体构架、测点优化布置、监测内容及监测方法、信号采集与处理等内容,提出了大桥挠度、振动、应力应变及环境参数的监测方法和监测技术,完成了数采系统方案设计和健康监测评估系统构架,形成了一套完整的大跨度钢桁梁拱桥健康监测系统方案,研究成果可为我国类似工程提供参考。     

高精度梁式倾角仪的研制

对于高速铁路桥梁的长期安全监测,可通过采用倾角仪监测桥梁结构的位置状态,掌握其发展变化趋势。本文介绍了电阻应变式高精度梁式倾角仪的结构原理,通过计算分析给出了其测试精度,并通过试验验证其分辨率、精度、重复性等技术性能指标。高精度梁式倾角仪具有结构简单、测试技术成熟可靠、精度高、造价低等优点,配合远程自动化数据采集系统,可以应用于高速铁路桥梁运营状态的长期化、系统性的安全监测。     

基于结构实时响应的钱塘江大桥安全监测系统

钱塘江大桥于1937年9月建成通车,是由我国著名桥梁专家茅以升设计并主持施工的第一座双层式公铁两用特大桥,已被国务院批准列入第六批全国重点文物保护单位名单,目前仍承担着铁路运输任务。大桥安全监测系统采用传感器、信号处理、网络通信、计算机及数据分析处理技术,对梁、墩关键部位的振动、应力、位移进行长期监测,并依据规范对桥梁安全状态进行评估。本文介绍钱塘江大桥安全监测系统的基本构成、测试数据分析与安全评估方法。该系统实现了基于桥梁结构实时响应的桥梁安全监测,为铁路老龄桥、病害桥和重点桥梁的运营管理、养护维修提供了一种新的技术手段。     

盾构隧道近距离下穿武广高铁桥梁变形监测分析

阐述了全自动桥梁变形监测原理方法,并通过全自动桥梁变形监测系统,实时监测盾构下穿高铁过程中高铁桥墩及梁体的变形。监测数据表明,盾构下穿期间桥墩及梁体变形未达到报警值,全自动监测系统为区间盾构顺利下穿高铁桥梁及时提供了变形信息反馈,确保了高铁安全正常运营。     

混凝土智能养护系统研究

有效的养护是保证混凝土质量的重要环节,目前我国主要是采用人工洒水和覆盖物保湿进行养护,这种养护方式由于水分蒸发较快和补水不及时容易导致混凝土结构出现收缩裂缝等现象,严重影响混凝土的早期强度和耐久性。本文以混凝土水化热释放规律为理论基础,基于自动化控制技术研发了混凝土结构智能养护系统,该系统通过水泥水化热释放规律建立了喷淋时间间隔公式,同时通过现场实时监测温湿度以合理调整自动喷淋时间,以期杜绝人为因素从而实现提高混凝土质量的目的,并采用变频技术以弥补喷淋管路水头损失从而实现各喷淋头的最低压力。对比试验结果表明:该系统能有效提供混凝土构件养护质量;对比人工养护的混凝土结构,智能养护的混凝土强度离散型小,构件表面色差小,无早期裂缝产生。     

大型铁路桥梁运管现状分析及对策研究

随着桥梁建设水平的突飞猛进和新技术的不断应用,很多大型桥梁结构建成通车,与此同时,桥梁的运营管理和养护问题也日益严重。在总结概括多座大型铁路桥梁运营管理体制和养护维修情况的基础上,对京沪高铁大胜关长江大桥和郑焦城际铁路郑州黄河大桥两座典型桥梁的运管现状进行详细分析,对今后大型桥梁运营管理提出了建议,完成大型铁路桥梁运营管理分析及对策研究。研究结果表明:目前我国一些大型铁路桥梁的运营管理在管理体制、养护维修现状、设计及施工影响、桥梁自身状况、检测技术及手段等多方面还值得进一步探讨,通过采用现代化管理手段、先进的信息技术、检测技术和数字化技术,建立现代化的桥梁运营管理体制和现代化大型桥梁管养体系,通过预防性、数字化管养,实现养护管理的技术升级与管理模式的转变,是提高大型桥梁运营管理水平、养护管理质量、保证桥梁结构正常使用性能的发展方向。     

基于健康监测系统的非对称外倾蝴蝶拱桥健康状态评估方法研究

通过分析成都市一座非对称外倾蝴蝶拱桥健康监测系统得到的监测数据,基于静力识别的统计对比诊断法对桥梁恒载工作状态进行评估;基于监测数据的直接评定法对桥梁活载动力特性进行评价;基于雨流统计法、线性累计损伤准则等理论对桥梁吊杆、系杆进行疲劳损伤预测分析;基于常规统计分析方法和灰色关联度分析方法判识传感器数据缺失、失真、重复等异常状态,评估系统运行情况。通过评估分析发现该桥运营状态良好,实现了对该桥运营初期力学状态及系统自身运行状态的有效评估。     

铁路桥梁病害库和管养知识库的构建及应用研究

为适应铁路桥梁检养修作业智能化发展趋势,固化成熟经验,将信息化技术与检养修流程深度融合,构建了铁路桥梁病害库和管养知识库,包括标准知识库体系和基于BIM的运营养护系统2大模块。对铁路桥梁运维单元进行分类和枚举,并以此为本体,利用IFD (International Framework for Dictionaries)编码实现知识库体系的内在关联,制定了劣化标准库、检查库和维修库的编号规则,形成了作业指导书形式的检查库及维修库。研发了基于BIM的运营养护系统,实现了智能巡检、桥梁病害的统计分析和桥梁状态的定量评分。研究成果升级了检养修管理模式,为铁路桥梁全生命周期信息互反馈和预防性维修提供了条件。     

城市轨道高架桥动力响应分析与监测

桥梁监测系统通过实时监测各关键性能的技术指标,为桥梁的安全度评估及桥梁的养护维修提供科学依据。通过数值模拟与现场监测数据相结合的方式研究列车对桥梁的动力加载效应。采用ANSYS软件建立桥梁有限元模型,将城市轨道交通列车简化为一系列移动集中荷载,计算列车匀速行驶作用下桥梁的振动响应,同时利用桥梁监控系统采集的实测数据对计算结果进行验证。得出结论如下:通过监测数据验证数值模拟结果的正确性;列车移动通过时桥梁跨中位移均在合理范围,现阶段桥梁处于较好工作状态;列车运行速度对桥梁跨中位移极值有明显影响。